LED吸顶灯及其电源讲解.docx

1、LED吸顶灯及其电源讲解2012年将是LED全面、大规模进入家庭的一年。美国家庭中主要是采用E26型的白炽灯。但在中国的城市家庭中则很少有人还用白炽灯，而大多数采用弯曲荧光灯管的吸顶灯。如何生产价格低廉、性能良好的LED吸顶灯将是对于LED从业者的一个极大的挑战。为了做好这一替代工作，我们首先要对普通吸顶灯有充分的了解，才能做到知己知彼百战百胜。中国照明网技术论文LED照明 一. 普通吸顶灯中国照明网技术论文LED照明 1.1吸顶灯的外形中国照明网技术论文LED照明 普通吸顶灯的外形虽然有很多种(图1)，但最普通的就是圆形或方形，复杂的则更有各种奇形怪状的水晶吸顶灯：中国照明网技术论文LED照

2、明 中国照明网技术论文LED照明 图1.各种形状的吸顶灯中国照明网技术论文LED照明 1.2吸顶灯的灯管中国照明网技术论文LED照明 其灯管大多是弯折后的T5荧光灯(图2)，品种规格繁多，主要有以下几种。中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 (a)圆环形 (b)U形 (c)2D形中国照明网技术论文LED照明 图2. 用于吸顶灯的荧光灯中国照明网技术论文LED照明 1.3吸顶灯的功率，并没有明确的规定。中国照明网技术论文LED照明 其功率最常用的有10W、16W、21W、28W、32W、38W、40W等几种。中国照明网技术论文LED照明 二. 普通吸顶灯的问题和缺点中国照明

3、网技术论文LED照明 2.1 发光效率低中国照明网技术论文LED照明 带镇流器节能灯的整灯光效只有55lm/W，最高的大功率U型也只有80lm/W。而且因为所有这些吸顶灯大多采用T5型灯管，折弯成各种形状。但不管最后折弯成什么形状，它都是360度发光的，其中向上的180度的光线必须反射回来才会变成有用的光线，这个反射过程就会损失很多光。所以做成灯具以后的光效至少要打70%的折扣。也就是上述光效还要再乘以0.7。而且在实际使用时，它的亮度随时间衰减得很快。例如一根飞利浦的32W环形T5三基色灯管YH32RR16，色温为6500K，其发光效率为67lm/W，总流明数为2150lm，实际上只有70%

4、的光线可以利用。也就是只有1500lm。中国照明网技术论文LED照明 2.2 含汞中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 节能灯中国照明网技术论文LED照明 （10mm）中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 直管型卤粉中国照明网技术论文LED照明 荧光灯中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 长寿命中国照明网技术论文LED照明 三基色荧光灯中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 一般中国照明网技

5、术论文LED照明 三基色中国照明网技术论文LED照明 荧光灯中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 紧凑型中国照明网技术论文LED照明 荧光灯中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 各种中国照明网技术论文LED照明 LED中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 10-15mg中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 10mg中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 8mg中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 5mg中国照明网技术论文LED照明 中国

6、照明网技术论文LED照明 0.7的要求，但仍然在市面上大量流通。中国照明网技术论文LED照明 对于LED吸顶灯的电源可以分为非隔离式和隔离式两大类：中国照明网技术论文LED照明 5.1 非隔离恒流源，由于LED吸顶灯不像球泡灯那样容易被用户用手触摸到，而且由于不需要接触式导热，它的内部结构很容易把铝基板或印制板和金属底板绝缘起来，所以采用非隔离电源是可以很容易通过CE、UL等安全认证。再加上它的安装通常是由专业的电工来安装，也减小了用户触电的危险。中国照明网技术论文LED照明 我们知道LED必须采用恒流源来驱动，否则由于它的负温度系数，而会使电流急剧上升导致结温升高，寿命缩短。恒流源分为线性和

7、开关式两种。线性恒流源的优点是不会产生电磁干扰(EMI)，简单，成本低。它的缺点是效率比较低。中国照明网技术论文LED照明 1. 采用恒流二极管的非隔离恒流源中国照明网技术论文LED照明 恒流二极管是一种线性恒流源，它的恒流作用可以用来驱动LED。最简单的方法就是把恒流二极管直接和LED串联。但是我们在用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压。中国照明网技术论文LED照明 最低电压中国照明网技术论文LED照明 由于恒流二极管需要一定的电压Vk才能够进入恒流，所以太低的电源电压是无法工作的。通常这个Vk大约在5-10V左右。中国照明网技术论文LED照明 最高电压中国照明网技术论文LED照明

8、由于恒流二极管必须能吸收掉电源电压的变化，对于同样的百分比，220V就要比110V的变化范围大一倍。例如对于+10%-20%的变化范围，对于220V就意味着22+44=66V的变化范围，经过桥式整流以后这个变化还会加大1.2倍，变成79.2V。而对于110V电源，同样的变化范围只相当于39.6V的变化范围。电压越低，就意味着功耗越小，效率越高。所以可以说恒流二极管更适用于110V市电的国家。中国照明网技术论文LED照明 最大电流中国照明网技术论文LED照明 由于恒流二极管的功耗受到限制，所以过大的电流也是不合适的。例如1W的LED通常需要350mA，恒流二极管就很难提供。即使能够提供，它的功耗

9、也过大而使整体效率大为降低。中国照明网技术论文LED照明 恒流二极管最适用的使用场合就是交流市电供电的LED灯具，采用很多小功率LED串联，也就是高压小电流的情况是最为合适。中国照明网技术论文LED照明 图4就是一种用于吸顶灯的恒流二极管驱动源。其负载是80颗3022串联，总功率为16W。所用的恒流二极管也是恒流在60mA。假如手头的恒流二极管只有30mA的，就需要2串并联。中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 图5. 采用恒流二极管作为LED驱动电源中国照明网技术论文LED照明 在这里，恒流二极管的作用就是要在输入市电电压变化时，保持输出电流不变，当然也可以消除由于LE

10、D负温度系数所引起的电流增大。但是由于恒流二极管的耐压有一定的限制，所以它所能吸收的电源电压变化也是有限的。就拿100V耐压的CRD来说，它的工作电压范围还要减去它的最小工作电压10V，可用的电压范围也就只有90V。用在220V市电电源里， 如果市电变化+10%，-20%，就相当于整流后为290211V，电压变化79V，在其耐压范围内。假如所用的LED为80颗，如果正向电压为3.3V，那么总电压为264V，正好相当于220V经过桥式整流以后的值。这时候恒流二极管上没有压降，但是这时候它是不能工作的而至少需要10V压降，也就是要求整流后电压为274V，市电电压为228VAC。那时候恒流二极管压降

11、为最小，功耗也最小，只有0.03Ax10V=0.3W，整体效率为最高可达96%(当然还要考虑整流器的效率，实际上还会低一些)。如果市电增高至242VAC，那么恒流二极管电压就增高为26.4V，其功耗也增加到0.79W，这时候效率就等于91%。中国照明网技术论文LED照明 如果市电电压低于228V，是不是恒流二极管就不工作呢?并不是，但的确是不恒流了，这时候它和LED就会达到一个新的平衡点，那就是二者的电压和等于市电电压经过整流后的电压。因为LED伏安特性的非线性，所以很难用公式来表示。总之，当市电电压降低时，LED中的电流就会随市电电压的降低而降低。其亮度也会跟着变暗。但是这时候恒流二极管的压

12、降不大所以并不消耗很多功率。所以效率还是很高的。中国照明网技术论文LED照明 前面假定了LED的正向压降为3.3V，实际上即使其额定为3.3V，在开机一段时间以后，由于结温的升高，正向压降就会降低至3.1V甚至3.0V。中国照明网技术论文LED照明 一个采用恒流二极管的8W电源的实测结果如下表所示：中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照Vin V中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 Pin W中国照明网技术

13、论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 VCRD V中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 VLED V中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 ILED mA中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 效率 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 240中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 8.5中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 68.1中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 250.5中国照明网技术论文LED照明

14、中国照明网技术论文LED照明 25.6中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 75.44%中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 235中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 8.3中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 58.2中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 252中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 25.7中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 78.03%中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED

15、照明 中国照明网技术论文LED照明 230中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 8.2中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 50.7中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 253.7中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 26.2中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 81.06%中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照225中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 8.3中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 43.3中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 252.7中国照明网技术论文LED照明 中国照明网技术论文LED照明 27.1中国照明网技术论文L